手推式开穴施肥与均肥器设计及其推广策略浅析

2020-08-15袁书东刘雁南钟丽辉

农业技术与装备 2020年6期

袁书东，王钧，刘雁南，钟丽辉，王远

（1.西南林业大学机械与交通学院，云南昆明 650224；2.西南林业大学大数据与智能工程学院，云南昆明 650224）

民以食为天，食主要来源于农业。因而，农业为一国之基，且农业的现代化与机械化已是衡量一个国家科技水平的重要标准之一[1]。中国作为一个典型农业大国，农业为国民经济的建设与发展提供了重要保障，我国人多地少，可供耕种的面积更少[2]，多数耕地又位于沟谷纵横、崎岖不平的高原、山丘地区。部分高原、山丘地区受地域形式和自然环境的限制，主要种植如烤烟、辣椒、玉米、马铃薯、红薯等旱地作物。由于这些地区地形地貌的特殊性，导致其农业机械化水平远落后于平原地区，即使存在部分农业机械，也以小型手扶式农机为主，这些农业机械功能比较单一，完成功能主要集中在旋耕、平耙水田等作业环节。

可是，如烤烟、玉米、辣椒等旱地农作物的种植以钵苗移栽最佳，钵苗移栽成活率高、费苗率低、节省种苗，也不影响幼苗的初期生长。钵苗移栽都需先在田地里开穴，后在土穴内施基肥，把穴内泥土与所施基肥搅拌混合均匀，再把钵苗移栽到土穴内。现有施肥机如鸭舌型深施肥器[3]、减缩式比例施肥器[4]、全膜双垄沟扎穴施肥装置[5]和2FQ-5多层施肥机[6]等，都能把基肥施于土穴内，却不能把所施肥料与穴内碎土混合均匀。同时，国内一些科研人员针对平原地区开发了集开穴、施肥、播种、覆土盖膜等多种功能于一体的大型农业机械，如粉秆免耕播种施肥机[7]、精量与智能玉米播种施肥机[8-9]，这些农业机械设备由于集多种功能于一体，均需以农用拖拉机作为动力源来完成播种、施肥等作业，不太适宜在高原、山丘地区使用。并且，针对这些农业机械，需专业人员进行操作，或是农场主投资购买租赁给农户使用。这些，都不利于高原、山丘地区的农机发展。

综上，本文拟设计一种手推式开穴、施肥与均肥器，同时对其在高原、山丘地区的推广应用策略进行了分析，以期能对高原、山丘地区的农机化发展提供一定的参考与借鉴作用。

1 总体结构与工作原理

1.1 总体结构

本文所设计的手推式开穴、施肥与均肥器结构如图1所示，它主要由开穴装置、施肥装置、均肥搅拌装置、行走轮和机架等五大部分组成。机架由四个行走轮支撑，机架上固定铺设盖板，盖板上安装料斗以存放待施的颗粒状基肥，同时盖板上装配卸料器、链传动和搅拌轴等部件的连接零件，从而使设备构成一个有机整体。该设备长、宽、高分别约为0.65 m、0.5 m和1 m，整机质量约30 kg，料斗按照盛装15 kg颗粒状复合肥进行设计。

1.2 工作原理

图1为该设备非施肥作业时的状态。作业前，把设备推送到已旋耕、松土、平整的田地里，基肥盛放于料斗内，使整机位于需开穴一行的起始位置。此时，手推设备向前行进，行走轮绕其轮轴旋转，后轮轴的旋转带动链传动运动，卸料器在链及链轮作用下旋转，均匀安装在其上的开穴铲便在在田地里按照一定的间距完成开穴，同时卸料器按照已开挖的土穴间距把基肥施于土穴内。开穴作业处于施基肥前的一个工位，即在某一行开挖第一个土穴时，并不施基肥，只有把设备继续向前推，进行第二个土穴开挖时，才完成第一个已开挖土穴的施肥作业。完成第一个施肥作业后，继续把设备向前推，开挖同一行的第三个土穴，完成同一行第二个土穴的施肥作业，此时搅拌轴正好位于同一行第一个已施基肥土穴的上方，设备暂停前进，用力向下踩脚踏板，脚踏板下行时带动搅拌轴及其上安装的搅拌爪旋转、伸入已施基肥的土穴内，进行均肥作业。当搅拌爪下行至预定深度后，借助复位装置，搅拌爪反向旋转、上升，再次进行均肥作业，升至一定高度即退出土穴，完成了整个均肥作业。随后，推动设备继续前行，进行下一次的开穴、施肥与均肥作业。